JP7147643B2 - 運転支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、ドライバーの運転操作を支援する運転支援装置に関する。

従来から、ドライバーの運転操作を支援する運転支援装置が知られている。運転支援装置の実施する運転支援制御の一つとして、例えば、レーン・トレーシング・アシスト制御（ＬＴＡ制御と呼ぶ）が知られている。運転支援装置は、ＬＴＡ制御を実施する場合、カメラセンサによって検出された白線情報に基づいて、左右の白線の中央位置となる車線中央を目標走行ラインに設定する。運転支援装置は、目標走行ラインの方向と自車両の進行方向とのずれ角、目標走行ラインに対する車両重心位置の幅方向のずれ量、および、目標走行ラインの曲率に基づいて、自車両が目標走行ラインに沿って走行するための目標舵角を演算し、この目標舵角を表す操舵指令を電動パワーステアリング・ＥＣＵに送信する。電動パワーステアリングＥＣＵは、操舵指令に従って操舵輪の舵角を制御する。これにより、自車両を目標走行ラインに沿って走行させることができる。

例えば、特許文献１に提案されている運転支援装置は、外界を認識し、安全性などの観点から理想の第１の走行経路を生成する。また、この運転支援装置は、ドライバーの筋骨格状態情報に基づいて、ドライバーが操舵操作を行うことを予測し、その予測に基づいて第２の走行経路を生成し、２つの走行経路が異なる場合には、調停を行い、調停結果に応じてドライバーの操舵操作を優先させる。これによりドライバーに違和感を与えないようにする。

特開２０１０－１５５５４７号公報

上記のＬＴＡ制御は、左右の白線の中央位置となる車線中央を目標走行ラインに設定して、この目標走行ラインに沿って自車両が走行するように操舵を制御するものである。一方、ドライバーは、車線中央に沿って自車両を走行させるように操舵操作するのではなく、自車両が車線から逸脱しないある程度の範囲内で走行するように操舵操作を行う傾向がある。しかも、個々のドライバーによって運転スタイル（操舵操作スタイル）が異なる。このため、上記のＬＴＡ制御では、走行感覚がドライバーに合わなかったりして、ドライバーに違和感を与えるおそれがある。

また、特許文献１に提案されている運転支援装置では、ドライバーが体を動かすことで、ドライバーのやろうとする操作を予測する。しかし、実際の運転環境においては、ドライバーは、精神的・肉体的疲労の蓄積を解消するために、運転席で様々な運動を行う。このような運転操作に直接関与しないドライバーの運動を検知してしまうと、ドライバーの操作予測を正確に行うことができない。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、個々のドライバーの運転スタイルに合った運転支援を行えるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の運転支援装置の特徴は、
自車両を運転するドライバー固有の操舵操作特性に関するパラメータ値を取得するパラメータ値取得手段（Ｓ１３）と、
前記自車両の走行する前方道路の手前側と遠方側とにおける道路形状を表す情報を取得する道路情報取得手段（Ｓ１４）と、
前記パラメータ値取得手段によって取得された前記パラメータ値と、前記道路情報取得手段によって取得された前記道路形状とに基づいて、前記ドライバーの操舵操作量を予測する操作量予測手段（Ｓ１５）と、
前記操作量予測手段によって予測された前記ドライバーの操舵操作量に基づいて、前記自車両の走行方向に関する運転支援制御を行う運転支援制御手段（Ｓ１８，Ｓ２０）と
を備えたことにある。

本発明の運転支援装置は、パラメータ値取得手段と、道路情報取得手段と、操作量予測手段と、運転支援制御手段とを備えている。パラメータ値取得手段は、自車両を運転するドライバー固有の操舵操作特性に関するパラメータ値を取得する。ドライバーは、自車両の前方の道路形状に基づいて操舵操作を行うが、その操舵操作の特性（操舵操作スタイル）は、個々のドライバーによって異なる。パラメータ値取得手段は、こうした操舵操作の特性を表すパラメータの値を取得する。

道路情報取得手段は、自車両の走行する前方道路の手前側と遠方側とにおける道路形状を表す情報を取得する。従って、パラメータ値と道路形状とによって、自車両を運転するドライバーがどのような操舵操作を行うのかを推定することができる。そこで、操作量予測手段は、パラメータ値取得手段によって取得されたパラメータ値と、道路情報取得手段によって取得された道路形状とに基づいて、ドライバーの操舵操作量を予測する。

運転支援制御手段は、操作量予測手段によって予測されたドライバーの操舵操作量に基づいて、自車両の走行方向に関する運転支援制御を行う。例えば、運転支援制御手段は、操舵制御によって自車両の走行方向を制御してもよいし、左右輪の制駆動力差を発生させて自車両の走行方向を制御してもよい。

例えば、操作量予測手段によって予測されたドライバーの操舵操作量と実際の操舵操作量とに差（舵角差）が発生している場合には、自車両は、ドライバーの運転スタイル（操舵操作スタイル）に合った走行をしていないと推定される。その場合には、運転支援制御手段は、舵角差を少なくするように自車両の走行方向を変えるように制御するとよい。

また、運転支援制御手段は、例えば、操作量予測手段によって予測されたドライバーの操舵操作量に従って、その操舵操作量が得られるように操舵角を制御するようにしてもよい。

この結果、本発明によれば、個々のドライバーの運転スタイルに合った運転支援を行うことができる。

上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成要件に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要件は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。

本実施形態に係る運転支援装置の概略システム構成図である。 フロントウインドウを通して見た前方視界を表す図である。 上級ドライバーと一般ドライバーとにおける先読み距離の違いを説明する図である。 実施形態に係る操舵支援制御ルーチンを表すフローチャートである。 変形例３に係る操舵支援制御ルーチンの一部を表すフローチャートである。 変形例６に係る操舵支援制御ルーチンを表すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態に係る車両の運転支援装置について図面を参照しながら説明する。

本発明の実施形態に係る運転支援装置は、車両（以下において、他の車両と区別するために、「自車両」と称呼される場合がある。）に適用される。運転支援装置は、図１に示すように、運転支援ＥＣＵ１０、メータＥＣＵ２０、電動パワーステアリングＥＣＵ３０、エンジンＥＣＵ４０、ブレーキＥＣＵ５０、および、ナビゲーションＥＣＵ６０を備えている。

これらのＥＣＵは、マイクロコンピュータを主要部として備える電気制御装置（Electric Control Unit）であり、ＣＡＮ（Controller Area Network）１００を介して相互に情報を送信可能及び受信可能に接続されている。本明細書において、マイクロコンピュータは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ及びインターフェースＩ／Ｆ等を含む。ＣＰＵはＲＯＭに格納されたインストラクション（プログラム、ルーチン）を実行することにより各種機能を実現するようになっている。これらのＥＣＵは、幾つか又は全部が一つのＥＣＵに統合されてもよい。

また、ＣＡＮ１００には、車両状態を検知する複数の車両状態センサ７０、および、運転操作状態を検知する複数の運転操作状態センサ８０が接続されている。車両状態センサ７０は、例えば、車両の走行速度を検知する車速センサ、車両の前後方向の加速度を検知する前後加速度センサ、車両の横方向の加速度を検知する横加速度センサ、および、車両のヨーレートを検知するヨーレートセンサなどである。

運転操作状態センサ８０は、アクセルペダルの操作量を検知するアクセル操作量センサ、ブレーキペダルの操作量を検知するブレーキ操作量センサ、ブレーキペダルの操作の有無を検知するブレーキスイッチ、操舵角を検知する操舵角センサ、操舵トルクを検知する操舵トルクセンサ、および、変速機のシフトポジションを検知するシフトポジションセンサなどである。

車両状態センサ７０、および、運転操作状態センサ８０によって検知された情報（センサ情報と呼ぶ）は、ＣＡＮ１００に送信される。各ＥＣＵにおいては、ＣＡＮ１００に送信されたセンサ情報を、適宜、利用することができる。尚、センサ情報は、特定のＥＣＵに接続されたセンサの情報であって、その特定のＥＣＵからＣＡＮ１００に送信される場合もある。例えば、操舵角センサは、電動パワーステアリングＥＣＵ３０に接続されていてもよい。この場合、電動パワーステアリングＥＣＵ３０から操舵角を表すセンサ情報がＣＡＮ１００に送信される。他のセンサにおいても同様である。また、ＣＡＮ１００を介在させることなく、特定のＥＣＵ間における直接的な通信により、センサ情報の授受が行われる構成が採用されてもよい。

運転支援ＥＣＵ１０は、ドライバーの運転支援を行う中枢となる制御装置であって、操舵支援制御を実施する。この操舵支援制御は、運転支援制御の一つであって、個々のドライバーの操舵操作特性と道路形状とに基づいて、ドライバーの運転スタイルに合った走行ラインを描くように自車両を偏向させる制御である。この操舵支援制御については、後述する。

尚、運転支援ＥＣＵ１０は、この操舵支援制御に加えて、他の運転支援制御、例えば、衝突回避支援制御を実施する機能を備えている。衝突回避支援制御は、自車両の前方に障害物が検知された場合に、ドライバーに対して注意喚起を行い、衝突の可能性が更に高くなった場合に、自動ブレーキあるいは自動操舵によって、自車両と障害物との衝突を回避する制御である。

運転支援ＥＣＵ１０には、カメラセンサ１１、レーダセンサ１２、ブザー１３、設定操作器１４、および、ドライバー検知器１５が接続されている。

カメラセンサ１１は、車室内のフロントウインドウの上部に配設されている。カメラセンサ１１は、カメラ部、および、カメラ部によって撮影して得られた画像データを解析する画像処理部を備えている。カメラセンサ１１（カメラ部）は、自車両の前方の風景を撮影する。カメラセンサ１１（画像処理部）は、撮影された画像に基づいて、道路の白線、および、自車両の前方に存在する立体物を認識し、それらの情報（白線情報、立体物情報）を所定の周期で運転支援ＥＣＵ１０に供給する。白線情報は、自車両と白線との相対的な位置関係（向きを含む）、および、白線の曲率などを表す情報である。立体物情報は、自車両の前方に検知された立体物の種類、立体物の大きさ、および、立体物の自車両に対する相対的な位置関係などを表す情報である。

レーダセンサ１２は、車体のフロント中央部に設けられ、自車両の前方領域に存在する立体物を検知する。レーダセンサ１２は、レーダ送受信部と信号処理部（図示略）とを備えており、レーダ送受信部が、ミリ波帯の電波（以下、「ミリ波」と称呼する。）を放射し、放射範囲内に存在する立体物（例えば、他車両、歩行者、自転車、建造物など）によって反射されたミリ波（即ち、反射波）を受信する。信号処理部は、送信したミリ波と受信した反射波との位相差、反射波の減衰レベル及びミリ波を送信してから反射波を受信するまでの時間等に基づいて、自車両と立体物との距離、自車両と立体物との相対速度、自車両に対する立体物の相対位置（方向）等を演算し、それらの演算結果を表す情報（立体物情報）を所定の周期で運転支援ＥＣＵ１０に供給する。

運転支援ＥＣＵ１０は、カメラセンサ１１から供給される立体物情報とレーダセンサ１２から供給される立体物情報とを合成して、精度の高い立体物情報を取得する。

ブザー１３は、運転支援ＥＣＵ１０から出力されるブザー鳴動信号を入力して鳴動する。運転支援ＥＣＵ１０は、ドライバーに対して運転支援状況を知らせる場合、および、ドライバーに対して注意を促す場合等においてブザー１３を鳴動させる。

設定操作器１４は、ドライバーが各種の設定を行うための操作器であって、例えば、操舵ハンドルに設けられている。運転支援ＥＣＵ１０は、設定操作器１４の設定信号を入力して、各種の設定処理を行う。例えば、設定操作器１４は、運転支援制御のそれぞれについて、個々に作動させる／作動させないという選択操作に用いられる。

ドライバー検知器１５は、運転席のドライバーを特定するためのセンサであって、例えば、ドライバーの顔認証を行うドライバーモニタカメラである。あるいは、ドライバー検知器１５は、ドライバーの指紋認証を行う指紋認証装置である。あるいは、ドライバー検知器１５は、ドライバーの声紋認証を行う声紋認証装置である。ドライバー検知器１５は、予め、自車両を運転すると予想される複数の人物の認証用データを記憶しており、この認証用データと検知データとを照合することによって、運転席のドライバーを特定する。ドライバー検知器１５は、特定したドライバーを表すドライバー特定信号を運転支援ＥＣＵ１０に供給する。

運転支援ＥＣＵ１０は、個々のドライバーごとに、操舵操作スタイル（本発明の操舵操作特性）に関するパラメータの値を記憶したデータベースを備えており、このデータベースから、ドライバー検知器１５によって検知されたドライバーに対応するパラメータの値を読み出して、後述する操舵支援制御を実施する。

メータＥＣＵ２０は、表示器２１に接続されている。表示器２１は、例えば、運転席の正面に設けられたマルチインフォーメーションディスプレイであって、車速等のメータ類の計測値の表示に加えて、各種の情報を表示する。例えば、メータＥＣＵ２０は、運転支援ＥＣＵ１０から運転支援状況に応じた表示指令を受信すると、その表示指令で指定された画面を表示器２１に表示させる。尚、表示器２１としては、マルチインフォーメーションディスプレイに代えて、あるいは、加えて、ヘッドアップディスプレイ（図示略）を採用することもできる。ヘッドアップディスプレイを採用する場合には、ヘッドアップディスプレイの表示を制御する専用のＥＣＵを設けるとよい。

電動パワーステアリングＥＣＵ３０は、電動パワーステアリング装置の制御装置である。以下、電動パワーステアリングＥＣＵ３０をＥＰＳ・ＥＣＵ（Electric Power Steering ＥＣＵ）３０と呼ぶ。ＥＰＳ・ＥＣＵ３０は、モータドライバ３１に接続されている。モータドライバ３１は、転舵アクチュエータである転舵用モータ３２に接続されている。転舵用モータ３２は、図示しない車両のステアリング機構に組み込まれている。ＥＰＳ・ＥＣＵ３０は、ステアリングシャフトに設けられた操舵トルクセンサによって、ドライバーが操舵ハンドル（図示略）に入力した操舵トルクを検知し、この操舵トルクに基づいて、モータドライバ３１の通電を制御して、転舵用モータ３２を駆動する。この転舵用モータ３２の駆動によってステアリング機構に操舵トルクが付与されて、ドライバーの操舵操作をアシストする。

また、ＥＰＳ・ＥＣＵ３０は、ＣＡＮ１００を介して運転支援ＥＣＵ１０から操舵指令を受信した場合には、操舵指令で特定される制御量で転舵用モータ３２を駆動して操舵トルクを発生させる。この操舵トルクは、上述したドライバーの操舵操作（ハンドル操作）を軽くするために付与される操舵アシストトルクとは異なり、ドライバーの操舵操作を必要とせずに、運転支援ＥＣＵ１０からの操舵指令によってステアリング機構に付与されるトルクを表す。

エンジンＥＣＵ４０は、エンジンアクチュエータ４１に接続されている。エンジンアクチュエータ４１は内燃機関４２の運転状態を変更するためのアクチュエータである。本実施形態において、内燃機関４２はガソリン燃料噴射・火花点火式・多気筒エンジンであり、吸入空気量を調整するためのスロットル弁を備えている。エンジンアクチュエータ４１は、少なくとも、スロットル弁の開度を変更するスロットル弁アクチュエータを含む。エンジンＥＣＵ４０は、エンジンアクチュエータ４１を駆動することによって、内燃機関４２が発生するトルクを変更することができる。内燃機関４２が発生するトルクは図示しない変速機を介して図示しない駆動輪に伝達されるようになっている。従って、エンジンＥＣＵ４０は、エンジンアクチュエータ４１を制御することによって、自車両の駆動力を制御し加速状態（加速度）を変更することができる。

ブレーキＥＣＵ５０は、ブレーキアクチュエータ５１に接続されている。ブレーキアクチュエータ５１は、ブレーキペダルの踏力によって作動油を加圧する図示しないマスタシリンダと、左右前後輪に設けられる摩擦ブレーキ機構５２との間の油圧回路に設けられる。摩擦ブレーキ機構５２は、車輪に固定されるブレーキディスク５２ａと、車体に固定されるブレーキキャリパ５２ｂとを備える。ブレーキアクチュエータ５１は、ブレーキＥＣＵ５０からの指示に応じてブレーキキャリパ５２ｂに内蔵されたホイールシリンダに供給する油圧を４輪独立して調整し、その油圧によりホイールシリンダを作動させることによりブレーキパッドをブレーキディスク５２ａに押し付けて摩擦制動力を発生させる。従って、ブレーキＥＣＵ５０は、ブレーキアクチュエータ５１を制御することによって、４輪独立して制動力を制御することができる。

ナビゲーションＥＣＵ６０は、自車両の現在位置を検出するためのＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信機６１、地図情報等を記憶した地図データベース６２、および、タッチパネル（タッチパネル式ディスプレイ）６３を備えている。ナビゲーションＥＣＵ６０は、ＧＰＳ信号に基づいて現時点の自車両の位置を特定するとともに、自車両の位置及び地図データベース６２に記憶されている地図情報等に基づいて各種の演算処理を行い、タッチパネル６３を用いて経路案内を行う。

地図データベース６２に記憶されている地図情報には、道路情報が含まれている。道路情報には、その道路の区間毎における道路の形状を示す情報（例えば、道路の曲がり方の程度を示す道路の曲率半径又は曲率、道路の車線幅など）が含まれている。また、道路情報には、自動車専用道路であるか否かを区別することができる道路種別情報、および、車線数情報も含まれている。

＜操舵支援制御＞
次に、運転支援ＥＣＵ１０の実施する運転支援制御の一つである操舵支援制御について説明する。この操舵支援制御は、個々のドライバーの運転スタイルに合った走行軌道で自車両が走行するようにドライバーの操舵操作を支援する制御である。従って、従来から知られているＬＴＡ制御のように、道路形状により一義的に決まった目標走行ライン（車線の中央線）に沿って自車両を走行させるものとは異なる。

個々のドライバーが、車線内を思い通りに自車両を走行させるためには、ドライバーの運転スタイル（ドライバーの好みなども含める）を操舵支援制御量に反映させる必要がある。そこで、ドライバーの運転スタイルを反映させた数式モデルが設定される。

この数式モデルは、前方視界情報を用いて次式（１）にて表される。

ここで、δ（ｔ）は、ドライバーの操舵操作特性を反映させたドライバー予測舵角を表す。ｔは、時刻である。ドライバー予測舵角δ（ｔ）は、時々刻々と変化する。

図２は、ドライバーがフロントウインドウＦＷを通して見た前方視界を表す。θ_ｆは、自車両から前方に所定距離Ｌ１離れた位置における横方向ライン（真横に引いたライン）に対する道路の傾き（角度）を表す。θ_ｃは、自車両から前方に所定距離Ｌ２（＜Ｌ１）離れた位置における横方向ラインに対する道路の傾き（角度）を表す。この角度θ_ｆ，θ_ｃが前方視界情報である。角度θ_ｆ，θ_ｃは、ドライバーの目によって捉えられる角度（ドライバーの位置から捉えられる角度）であり、道路形状と自車両の位置とによって決まる。

式（１）におけるｐ_１，ｐ_２，ｐ_３，ｐ_４は、ドライバーの操舵操作特性を表すパラメータである。図３は、上級ドライバーと一般ドライバーとにおける先読み距離を表したグラフである。この例では、上級ドライバーは、３７ｍ前方までの道路形状を把握し、その把握した道路形状に基づいて操舵操作をする。一方、一般ドライバーは、２１ｍ前方までしか道路形状を把握していない。従って、上級ドライバーほど遠方の道路の形状、および、その変化に応じた操舵操作を行い、初級ドライバーほど目先の道路の形状、および、その変化に応じた操舵操作を行う。このため、上級ドライバーの運転による車両の走行軌道と、初級ドライバーの運転による車両の走行軌道とは互いに相違する。

このように、同じ道路を走行する場合であっても、個々のドライバーによって、その走行軌道が異なる。そこで、本実施形態においては、ドライバーの個々の操舵操作特性を記憶しておき、実際に運転しているドライバーの操舵操作特性を使って、ドライバーの運転スタイルに合致した走行軌道が得られるように自車両の操舵を制御する。そのようにするために、式（１）によって、ドライバーの運転スタイルにあったドライバー予測舵角δ（ｔ）が演算される。この場合、パラメータ（ｐ_１，ｐ_２，ｐ_３，ｐ_４）の値によってドライバーの運転スタイルが決定され、この運転スタイルに合ったドライバー予測舵角δ（ｔ）が演算される。

パラメータｐ_１は、遠方の道路形状（θ_ｆ）に応じた操舵成分の重み付け係数として機能する。パラメータｐ_３は、遠方の道路形状の単位時間当たりの変化量(ｄθ_ｆ／ｄｔ）に応じた操舵成分の重み付け係数として機能する。パラメータｐ_２は、近くの道路形状（θ_ｃ）に応じた操舵成分の重み付け係数として機能する。パラメータｐ_４は、近くの道路形状の単位時間当たりの変化量（ｄθ_ｃ／ｄｔ）に応じた操舵成分の重み付け係数として機能する。従って、パラメータｐ_１、ｐ_３は、近くよりも遠方の道路状況に応じた操舵操作を行うドライバーに対して大きな値に設定され、パラメータｐ_２、ｐ_４は、遠方よりも近くの道路状況に応じた操舵操作を行うドライバーに対して大きな値に設定される。式（１）における値Ｃは、予め設定された調整値（固定値）である。

運転支援ＥＣＵ１０は、自車両を運転するドライバーのパラメータ（ｐ_１，ｐ_２，ｐ_３，ｐ_４）の値を記憶し、このパラメータ（ｐ_１，ｐ_２，ｐ_３，ｐ_４）の値、および、角度（θ_ｆ，θ_ｃ）を式（１）に代入することによってドライバー予測舵角δ（ｔ）を演算し、このドライバー予測舵角δ（ｔ）に基づいて操舵支援を行う。尚、パラメータ（ｐ_１，ｐ_２，ｐ_３，ｐ_４）の値は、運転支援ＥＣＵ１０が記憶している必要は無く、例えば、車両情報センター等から送信されてもよい。以下、パラメータ（ｐ_１，ｐ_２，ｐ_３，ｐ_４）の値を、パラメータ値と呼ぶ。

＜操舵支援制御ルーチン＞
次に、具体的な操舵支援制御について説明する。図４は、運転支援ＥＣＵ１０の実施する操舵支援制御ルーチンを表す。

操舵支援制御ルーチンが開始されると、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１１において、イグニッションスイッチがオンしたか否かについて判定する。運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１１の判定を繰り返し、イグニッションスイッチがオンしたことを検出すると、その処理をステップＳ１２に進める。運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１２において、自車両を運転するドライバーを特定する。この実施形態においては、ドライバーは、自車両の所有者であると見做す。従って、運転支援ＥＣＵ１０は、自車両の所有者情報からドライバーを特定する。

続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１３において、ドライバーのパラメータ値を読み込む。運転支援ＥＣＵ１０は、個々のドライバーの操舵操作特性を表す値、つまり、パラメータ値を記憶したデータベースを備えており、そのデータベースを参照して、自車両のドライバー（所有者）のパラメータ値を読み出す。データベースには、少なくとも、自車両の所有者のパラメータ値が記憶されている。このパラメータ値は、例えば、自車両の所有者が、予め自身の運転スタイルを選択設定しておくことによって決定されてもよいし、後述する変形例３のように、運転支援ＥＣＵ１０が、自車両の走行中に学習すること等によって決定されてもよい。

尚、運転支援ＥＣＵ１０は、必ずしも、データベースを備えている必要ななく、例えば、図示しない外部通信装置を介して車両情報センターにドライバーを特定するドライバー特定信号、および、パラメータ値要求信号を送信してもよい。車両情報センターは、個々のドライバーとパラメータ値とを対応付けたデータベースを備えており、パラメータ値要求信号に従って、特定されたドライバーのパラメータ値をデータベースから読み出し、要求先（自車両）に送信する。運転支援ＥＣＵ１０は、車両情報センターから送信されたパラメータ値を外部通信装置を介して取得する。

続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１４において、前方の遠近二カ所の角度（θ_ｆ，θ_ｃ）を表す前方視界情報を取得する。この場合、運転支援ＥＣＵ１０は、地図データベース６２に記憶されている地図情報（道路の形状を表す情報）、および、ＧＰＳ受信機６１によって検知される自車両の現在位置に基づいて、現時点における角度（θ_ｆ，θ_ｃ）を算出する。

続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１５において、式（１）で表される数式モデルに、ドライバーのパラメータ（ｐ_１，ｐ_２，ｐ_３，ｐ_４）の値、および、角度（θ_ｆ，θ_ｃ）を代入して、現時点におけるドライバー予測舵角δ（ｔ）を算出する。

続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１６において、舵角センサによって検出される実舵角θｓを取得する。続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１７において、ドライバー予測舵角θ（ｔ）と実舵角θｓとの差（舵角差Δθ＝｜θ（ｔ）－θｓ｜）を演算し、舵角差Δθが閾値Δθrefよりも大きいか否かについて判定する。

運転支援ＥＣＵ１０は、舵角差Δθが閾値Δθref以下である場合（Ｓ１７：Ｎｏ）、その処理をステップＳ１９に進めてイグニッションスイッチがオフしたか否かについて判定する。運転支援ＥＣＵ１０は、イグニッションスイッチがオフしていない場合は、その処理をステップＳ１４に戻す。従って、イグニッションスイッチがオンしている期間中、ステップＳ１４以降の処理が繰り返される。

運転支援ＥＣＵ１０は、舵角差Δθが閾値Δθrefより大きいと判定した場合（Ｓ１７：Ｙｅｓ）、その処理をステップＳ１８に進めて、舵角差Δθに応じた運転支援を行う。この場合、運転支援ＥＣＵ１０は、例えば、舵角差Δθを減少させる方向に操舵トルクを発生させるような操舵指令をＥＰＳ・ＥＣＵ３０に送信する。ＥＰＳ・ＥＣＵ３０は、操舵指令に従って、転舵用モータ３２を駆動して操舵トルクを発生させる。これにより、自車両の走行方向が修正される。

続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、その処理をステップＳ１９に進める。従って、イグニッションスイッチがオンしている期間中において、舵角差Δθが閾値Δθrefよりも大きい場合に限って、上記のステップＳ１８の処理が実施される。

運転支援ＥＣＵ１０は、こうした処理を繰り返し、イグニッションスイッチがオフしたことを検知すると（Ｓ１９：Ｙｅｓ）、操舵支援制御ルーチンを終了する。

以上説明した本実施形態の運転支援装置によれば、自車両を運転するドライバーの操舵操作特性を表すパラメータ値、および、前方の遠近二カ所の道路形状を表す角度（θ_ｆ，θ_ｃ）に基づいて、ドライバー予測舵角δ（ｔ）が算出される。そして、ドライバー予測舵角δ（ｔ）と実舵角θｓとの舵角差Δθが閾値Δθrefより大きい場合、舵角差Δθが小さくなるように操舵制御が行われる。

従って、本実施形態の運転支援装置によれば、個々のドライバーの運転スタイルに合った軌道に沿って自車両を走行させることができる。これにより、ドライバーは、自身の運転スタイルに合った快適な運転支援を受けることができる。

次に、上述した実施形態の変形例について説明する。

＜変形例１＞
上述した実施形態では、自車両を運転するドライバーを、自車両の所有者であると見做しているが、この変形例１では、ドライバー検知器１５を使って実際のドライバーが特定される。例えば、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１２において、ドライバー検知器１５を使って、ドライバーを特定する。このドライバー検知器１５は、ドライバーの指紋、あるいは、声紋を認証する認証器である。あるいは、ドライバー検知器１５は、ドライバーの顔を撮像し、撮像画面からドライバーの顔認証を行うドライバーモニタカメラである。

運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１２において、ドライバー検知器１５を使った認証処理によってドライバーが特定されたか否かについての判定を繰り返し、ドライバーが特定された段階で、その処理をステップＳ１３に進める。ステップＳ１３においては、データベースが参照されて、特定されたドライバーのパラメータ値が読みだされる。このデータベースには、ドライバーとなり得る複数のドライバーに対するパラメータ値が、各ドライバーと対応付けられて記憶されている。

この変形例１によれば、自車両の所有者に限らず、実際に自車両を運転するドライバーのパラメータ値を用いてドライバー予測舵角δ（ｔ）が算出されるため、複数人で（例えば、家族で）自車両を共用するケースであっても、各人の運転スタイルに合った運転支援を行うことができる。

＜変形例２＞
例えば、上記変形例１では、認証によってドライバーを特定し、データベースを参照して、特定されたドライバーのパラメータ値を取得するが、この変形例２では、ドライバー検知器１５として、ドライバーの視線を撮像する視線カメラを備え、この視線カメラにてドライバーの注視位置（平均的な注視位置）が計測される。運転支援ＥＣＵ１０は、計測されたドライバーの注視位置に基づいて、パラメータ値を設定する。例えば、ドライバーの注視位置が遠方であるほど、パラメータｐ_１，ｐ_３の値が大きく、パラメータｐ_２，ｐ_４の値が小さい値に設定される。換言すれば、ドライバーの注視位置が自車両に近いほど、パラメータｐ_２，ｐ_４の値が大きく、パラメータｐ_１，ｐ_３の値が小さい値に設定される。

これにより、ドライバーの運転スタイルに合った運転支援を行うことができる。

尚、ドライバーの注視位置に基づいてドライバーを特定し、その特定されたドライバーに係るパラメータ値を、データベースから読み込むようにしてもよい。この場合、運転支援ＥＣＵ１０は、ドライバーの注視位置からドライバーを特定するデータを記憶し、このデータを参照してドライバーを特定する。

＜変形例３＞
例えば、上記変形例２では、ドライバーの注視位置に基づいて、パラメータ値を設定したが、この変形例３では、ドライバーの運転操作履歴に基づく学習によってパラメータ値が設定される。

図５は、変形例３に係る操舵支援制御ルーチンの一部を表す。この図５に示される処理（Ｓ１２１～Ｓ１２４）は、実施形態の操舵支援制御ルーチン（図４）におけるステップＳ１２の処理に代えて実施される処理である。ステップＳ１２１～Ｓ１２４以外の処理については、実施形態の操舵支援制御ルーチンと同様である。

運転支援ＥＣＵ１０は、イグニッションスイッチがオンしたことを検知すると（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、ステップＳ１２１において、自車両の走行軌跡、操舵履歴、および、車速を取得する。走行軌跡は、所定演算周期ごとの自車両の位置の推移を表し、操舵履歴は、所定演算周期ごとの舵角（走行軌跡における舵角）を表す。続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１２２において、自車両の走行軌跡、操舵履歴、および、車速に基づいて、パラメータ値を推定する。

続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１２３において、推定したパラメータ値に基づいて、ドライバーのタイプを分類する。運転支援ＥＣＵ１０は、ドライバーのタイプ(操舵操作特性）を複数の群に分けて、各群ごとに代表的なパラメータ値を記憶している。運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１２３において、推定したパラメータ値がどの群のパラメータ値に近いかを判定し、ドライバーのタイプを、パラメータ値が最も近い群のタイプに分類する。

続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１２４において、分類したタイプが、それまでと同じ群に属しているか否かについて判定する。運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１２１～Ｓ１２４の処理を所定の演算周期で繰り返し実施し、その都度、ドライバーのタイプを分類する。そして、分類されたタイプが一定時間のあいだ同じ群に属している場合に、ステップＳ１２４において「Ｙｅｓ」と判定する。つまり、運転支援ＥＣＵ１０は、繰り返し演算したパラメータ値が、毎回、同様な特性を示しているか否かについて判定し、同様な特性を示していると判定できる場合に、そのパラメータ値が、ドライバーの操舵操作特性を表しているものと判定する。従って、このステップＳ１２１～Ｓ１２４の処理は、学習によってパラメータ値を取得する処理である。

運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１２４において「Ｙｅｓ」と判定した場合、その処理をステップＳ１３に進めて、推定されたパラメータ値が属する群のパラメータ値を読み込む。

この変形例３によれば、ドライバーの操舵操作特性を学習し、その学習結果を使って運転支援を行うことができる。これにより、ドライバー検知器１５を用いなくても、ドライバーの運転スタイルに合った運転支援を行うことができる。

尚、学習結果に基づいてドライバーを特定し、その特定されたドライバーに係るパラメータ値を、データベースから読み込むようにしてもよい。あるいは、学習したパラメータ値を、そのままドライバー予測舵角δ（ｔ）の演算に用いるようにしてもよい。

＜変形例４＞
上述した実施形態では、ステップＳ１４において、地図データベース６２に記憶されている地図情報（道路の形状を表す情報）、および、ＧＰＳ受信機６１によって検知される自車両の現在位置に基づいて、現時点における角度（θ_ｆ，θ_ｃ）が算出されるが、それに代えて、例えば、カメラセンサ１１によって撮影された画像における白線に基づいて角度（θ_ｆ，θ_ｃ）が取得される構成であってもよい。また、例えば、道路に白線が施されていない場合は、ディープラーニングなどの認識手法によって自車両の前方に延びる道路形状を認識して、角度（θ_ｆ，θ_ｃ）を取得する構成であってもよい。

＜変形例５＞
上述した実施形態においては、舵角差Δθが閾値よりも大きい場合には、舵角差Δθを減少させる方向に操舵トルクを発生させる（Ｓ１８）が、それに代えて、電動パワーステアリング装置で発生させる操舵反力を変更するようにしてもよい。例えば、ＥＰＳ・ＥＣＵ３０は、ドライバーが操舵ハンドルに入力した操舵トルクを検出し、その操舵トルクに応じたアシストトルクを発生させてハンドル操作を軽くする。ＥＰＳ・ＥＣＵ３０は、そのようにするために、操舵トルクとアシストトルクとの関係を設定したアシストトルクマップを記憶し、このアシストマップを参照してアシストトルクを算出する。従って、このアシストトルクマップの特性を変更することによって、操舵反力を変更することができ、結果として、舵角差Δθを減少させることができる。

また、別の手法として、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１８において、舵角差Δθを減少させるような舵角変更量を表す操舵指令をＥＰＳ・ＥＣＵ３０に送信する構成であってもよい。

また、別の手法として、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１８において、各車輪の制駆動力を制御して自車両にヨーモーメント（舵角差Δθを減少させる方向のヨーモーメント）を発生させる構成であってもよい。例えば、運転支援ＥＣＵ１０は、ブレーキＥＣＵ５０に対して、目標ヨーレートを表すヨー要求指令を送信する。ブレーキＥＣＵ５０は、ヨー要求指令を受信すると、その目標ヨーレートが発生するように左右輪に制動力差を発生させる。これにより、自車両の走行軌道をドライバーの運転スタイルに合うように修正することができる。

また、別の手法として、例えば、左右輪の駆動力を独立して制御できるタイプの車両の場合には、運転支援ＥＣＵ１０は、図示しない駆動力ＥＣＵに対して、目標ヨーレートを表すヨー要求指令を送信する。駆動力ＥＣＵは、ヨー要求指令を受信すると、その目標ヨーレートが発生するように左右輪に駆動力差を発生させる。これにより、自車両の走行軌道をドライバーの運転スタイルに合うように修正することができる。

＜変形例６＞
次に、変形例６に係る操舵支援制御ルーチンについて説明する。図６は、変形例６に係る操舵支援制御ルーチンを表すフローチャートである。ステップＳ１１～ステップＳ１５までの処理は、上述した実施形態の操舵支援制御ルーチン（図４）と同一であるため、以下、実施形態の操舵支援制御ルーチンと相違する処理について説明する。

運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１５において、ドライバー予測舵角δ（ｔ）を算出すると、その処理をステップＳ２０に進める。運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ２０において、算出したドライバー予測舵角δ（ｔ）を目標舵角δ*に設定し（δ*＝δ（ｔ））、この目標舵角δ*を表す操舵指令をＥＰＳ・ＥＣＵ３０に送信する。

ＥＰＳ・ＥＣＵ３０は、操舵指令を受信すると、実舵角θｓが目標舵角δ*に追従するように転舵用モータ３２を駆動する。これにより、実舵角θｓを目標舵角δ*に追従させる自動操舵が実施される。

続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１９において、イグニッションスイッチがオフしたか否かについて判定し、イグニッションスイッチがオフしていない場合は、その処理をステップＳ１４に戻す。従って、イグニッションスイッチがオンしている期間中、ドライバー予測舵角δ（ｔ）を目標舵角とした自動操舵が継続される。

この変形例６によれば、ドライバーの操舵操作を必要とせずに、自車両がドライバーの運転スタイルに合った走行軌道に沿って走行するように操舵輪の操舵角が自動制御される。従って、従来から実施されていたＬＴＡ制御に適用すれば、ドライバーの運転スタイルに合ったＬＴＡ制御に改良することができる。また、自動運転における操舵制御に適用すれば、ドライバーの運転スタイルに合った自動運転を実現できる。

以上、本実施形態および変形例に係る運転支援装置について説明したが、本発明は上記実施形態および変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、上記の変形例は、任意に組み合わせて実施することもできる。

また、数式モデルについては、上記の式（１）に限るものでは無く、ドライバーの操舵操作特性を反映できるものであれば、任意のものを採用することができる。

１０…運転支援ＥＣＵ１０、１１…カメラセンサ、１２…レーダセンサ、１３…ブザー、１４…設定操作器、１５…ドライバー検知器、２０…メータＥＣＵ、２１…表示器、３０…電動パワーステアリングＥＣＵ、３１…モータドライバ、３２…転舵用モータ、４０…エンジンＥＣＵ、４１…エンジンアクチュエータ、４２…内燃機関、５０…ブレーキＥＣＵ、５１…ブレーキアクチュエータ、５２…摩擦ブレーキ機構、５２ａ…ブレーキディスク、５２ｂ…ブレーキキャリパ、６０…ナビゲーションＥＣＵ、６１…ＧＰＳ受信機、６２…地図データベース、６３…タッチパネル、７０…車両状態センサ、８０…運転操作状態センサ、ｐ_１，ｐ_２，ｐ_３，ｐ_４…パラメータ、θ_ｆ，θ_ｃ…角度、δ（ｔ）…ドライバー予測舵角、Δθ…舵角差、Δθref…閾値。

Claims (1)

1. 自車両の走行する前方道路の道路形状を表す情報であって、前記自車両を運転するドライバーが前記自車両のフロントウインドウを通して見た前方視界において前記自車両から前方に第１距離（Ｌ１）離れた位置における横方向ラインに対する道路の傾きである第１傾き（θ _ｆ ）及び当該第１傾き（θ _ｆ ）の単位時間当たりの変化量である第１変化量(ｄθ _ｆ ／ｄｔ）と、前記前方視界において前記自車両から前方に前記第１距離よりも短い第２距離（Ｌ２）離れた位置における横方向ラインに対する道路の傾きである第２傾き（θ _ｃ ）及び当該第２傾き（θ _ｃ ）の単位時間当たりの変化量である第２変化量(ｄθ _ｃ ／ｄｔ）と、を含む道路形状を表す情報を取得する道路情報取得手段と、
   前記ドライバー固有の操舵操作特性に関するパラメータ値であって、前記第１傾き（θ _ｆ ）の重み付け係数（ｐ _１ ）、前記第１変化量(ｄθ _ｆ ／ｄｔ）の重み付け係数（ｐ _３ ）、前記第２傾き（θ _ｃ ）の重み付け係数（ｐ _２ ）、及び、前記第２変化量(ｄθ _ｃ ／ｄｔ）の重み付け係数（ｐ _４ ）を含むパラメータ値を取得するパラメータ値取得手段と、
   前記パラメータ値取得手段によって取得された前記パラメータ値（ｐ _１ 、ｐ _２ 、ｐ _３ 、ｐ _４ ）と、前記道路情報取得手段によって取得された前記道路形状を表す情報（θ _ｆ 、ｄθ _ｆ ／ｄｔ、θ _ｃ 、ｄθ _ｃ ／ｄｔ）とに基づいて、前記ドライバーの操舵操作量を予測する操作量予測手段と、
   前記操作量予測手段によって予測された前記ドライバーの操舵操作量に基づいて、前記自車両の走行方向に関する運転支援制御を行う運転支援制御手段と
   を備えた運転支援装置。

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